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宋平松  (四川省德陽電業(yè)局廣漢供電局) 

 

　　摘要：本文主要介紹了IES500調(diào)度自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能模塊以及對SCADA 系統(tǒng)的升級，并介紹了IES500調(diào)度自動化系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)的接入和安全防范措施。
　　關(guān)鍵詞：調(diào)度自動化系統(tǒng) SCADA系統(tǒng) MIS系統(tǒng)

 

　　隨著我國電力系統(tǒng)的電網(wǎng)的大規(guī)模改造以及大型工礦企業(yè)的升級,對變電站自動化程度的要求越來越高，對調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的要求也越來越高。iES-500電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)是采用平臺思想設(shè)計的一體化分層開放式平臺系統(tǒng)，采用了目前先進(jìn)的開放分布式應(yīng)用環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫“中間件”和通信“中間件”技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)和多層客戶/服務(wù)器（Client /Server）技術(shù)，系統(tǒng)在基本的SCADA應(yīng)用的基礎(chǔ)上，可集成調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（DTS）、調(diào)度管理子系統(tǒng)（DMIS）、Web應(yīng)用子系統(tǒng)、電能量計量系統(tǒng)（TMR）平臺等應(yīng)用子系統(tǒng)，可以進(jìn)一步滿足新一代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)面向電力市場應(yīng)用的實用化和現(xiàn)代化要求。

　　iES-500調(diào)度自動化系統(tǒng)是基于 Windows NT 的 SCADA/EMS/DMS 集成化開放式應(yīng)用環(huán)境，不僅具備基本的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）功能，還包括信息管理功能，SCADA 系統(tǒng)完成實時數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)視與控制。其中包括多種規(guī)約的 RTU 實時信息的接入和處理，實時和歷史數(shù)據(jù)庫的生成，實時顯示電網(wǎng)主接線圖和運行狀況，實時反映各變電站的電氣運行狀況，電網(wǎng)異常事件進(jìn)行事故報警并實時打印事項，生成調(diào)度報表等。對變電站的刀閘、開關(guān)進(jìn)行遙控操作，對“有載調(diào)壓”主變壓器的分接頭進(jìn)行升降和急停控制操作。

iES-500調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用軟件模塊以數(shù)據(jù)庫為核心，根據(jù)需要靈活分布在網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點上，可隨時擴(kuò)充新的軟件模塊，可以安裝在多個節(jié)點機(jī)上，實現(xiàn)系統(tǒng)功能的熱備用，進(jìn)一步提高系統(tǒng)可靠性。系統(tǒng)提供 C2 級安全性，可滿足工業(yè)界嚴(yán)格的安全性要求。可提供WEB服務(wù)方式，客戶端直接加裝MMI應(yīng)用程序方式，ODBC和軟總線應(yīng)用程序接口（SB_API）方式，數(shù)據(jù)通訊方式等四種方案實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。支持TCP/IP、IPX/SPX等各種通信協(xié)議，應(yīng)用層可以采用DL-476-92標(biāo)準(zhǔn)、IEC60870有關(guān)協(xié)議、或用戶指定的應(yīng)用協(xié)議。它提供了調(diào)度自動化系統(tǒng)基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制功能；提供了一個統(tǒng)一的環(huán)境，將各種功能融合在一起，為調(diào)度人員提供了更完整有效的數(shù)據(jù)和信息，從而能夠更好地面向電力生產(chǎn)和管理。

　　在iES-500調(diào)度自動化系統(tǒng)中，采用了2臺前置（采集數(shù)據(jù)）處理機(jī)，2臺系統(tǒng)（數(shù)據(jù)處理）服務(wù)器組成“雙機(jī)熱備”的SCADA系統(tǒng)；以及調(diào)度員工作站、工程師維護(hù)站和管理工作站等。SCADA可實現(xiàn)與廠站RTU的實時通信，設(shè)置網(wǎng)關(guān)服務(wù)器與本局的局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。在iES-500調(diào)度自動化主站系統(tǒng)中，采用冗余以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器等均采用雙倍冗余配置。“雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)”在正常工作時可以分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，提高效率。在一個網(wǎng)絡(luò)故障時仍能保證系統(tǒng)正常工作，從而提高了SCADA系統(tǒng)綜合水平和進(jìn)一步滿足新一代電網(wǎng)調(diào)度自動化的要求。

3.1、基礎(chǔ)配置概述：

iES500系統(tǒng)的“節(jié)點機(jī)”類型主要有以下三類：

（1）由主域控制器（PDC）和備份域控制器（BDC）組成的雙服務(wù)器；

（2）隸屬于IES500域的兩臺前置機(jī)；

（3）隸屬于IES500域的若干臺不同用途的工作站；

3.2.1、通信服務(wù)器

通信服務(wù)器(CCS)亦稱前置機(jī)，用于完成系統(tǒng)與外部設(shè)備的串行通信，如各種類型的 RTU、模擬屏、標(biāo)準(zhǔn)時鐘、信息轉(zhuǎn)發(fā)等。與通信服務(wù)器相連的接口柜配備有各種類型的調(diào)制解調(diào)器和雙機(jī)切換電路（包括自動切換和手動切換）。

3.2.2、系統(tǒng)管理服務(wù)器

系統(tǒng)管理服務(wù)器（ADM），除了起到網(wǎng)絡(luò)域控制器的作用外，更重要的是集中管理系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)庫。所有的系統(tǒng)描述數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫均由其管理并保存，實時數(shù)據(jù)庫計算處理任務(wù)也由其完成。

3.2.3、人機(jī)對話工作站

人機(jī)對話工作站（MMI）是直接面向生產(chǎn)、管理人員的應(yīng)用界面，實現(xiàn)各種圖表的顯示、實時數(shù)據(jù)的顯示、事件報警、報表打印、系統(tǒng)運行操作等功能。

　　報表服務(wù)器的主要功能有：生成報表、瀏覽報表、召喚報表、設(shè)置報表子系統(tǒng)運行狀況、接受其他模塊命令（生成報表、瀏覽報表）等。如需制作報表必須進(jìn)行人員登錄。制作報表分為三部分：制作報表模板、設(shè)置報表屬性、設(shè)置報表參數(shù)。

　　iES500報表子系統(tǒng)由三部分組成，分別是報表模板制作模塊、報表生成及打印模塊，報表模板制作模塊是在MS EXCEL97/2000電子報表基礎(chǔ)上利用其內(nèi)置VBA開發(fā)的，主要完成報表的格式制作參數(shù)設(shè)置；報表生成及打印模塊是采用VB6.0為開發(fā)工具，采用ADO、OLE技術(shù)開發(fā)而成的，主要完成報表的生成、打印及與其他模塊間的通訊。

5、MIS系統(tǒng)接入：MIS為管理信息系統(tǒng)的英文縮寫。調(diào)度自動化信息通過一臺MIS服務(wù)器將所采集的信息以與現(xiàn)場相同的各種方式發(fā)布于局域網(wǎng)中。

　　傳送到MIS網(wǎng)的數(shù)據(jù)包括實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，傳送方式有實時數(shù)據(jù)包、歷史數(shù)據(jù)（包括事件報警）和描述數(shù)據(jù)庫、WEB瀏覽一次系統(tǒng)圖和報表曲線。WEB發(fā)布——用1臺WEB服務(wù)器將SCADA與MIS隔離，2個網(wǎng)絡(luò)上的計算機(jī)除了網(wǎng)橋外，不能相互直接訪問，只能通過WEB服務(wù)器的應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。WEB服務(wù)器上插有3塊網(wǎng)卡，WEB服務(wù)器應(yīng)用程序通過其中2塊從SCADA系統(tǒng)雙網(wǎng)讀取實時數(shù)據(jù)，同時將SCADA系統(tǒng)的電網(wǎng)一次接線圖、負(fù)荷總加表、報表等圖形表格轉(zhuǎn)換成WEB頁，通過另外1塊網(wǎng)卡向MIS網(wǎng)進(jìn)行WEB實時信息發(fā)布，MIS網(wǎng)上的計算機(jī)通過IE瀏覽器可以看到與SCADA系統(tǒng)一模一樣的畫面內(nèi)容。另外可以自動或手動將每天的歷史數(shù)據(jù)從SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)入MIS網(wǎng)服務(wù)器并提供數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，保證MIS網(wǎng)絡(luò)能訪問到與SCADA系統(tǒng)相同的歷史數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行統(tǒng)計分析等管理應(yīng)用。

SCADA與MIS實時數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的工作模式如下：

a、提供連接建立、傳輸、中止。

b、提供可靠性要求對方返回確認(rèn)，否則自動重傳并等待更長的時間。

c、排序?qū)λ�發(fā)的每個數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)1個序列號進(jìn)行排序，接受方將處理重復(fù)的和非順序到達(dá)的數(shù)據(jù)。

d、提供流量控制保證發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)不會超出接收緩沖區(qū)。

e、全雙工同一時刻既可接收，也可發(fā)送。SCADA轉(zhuǎn)發(fā)計算機(jī)（發(fā)3個EB90同步字）掃描MIS實時數(shù)據(jù)服務(wù)器，通訊雙方約定建立鏈路后（SCADA轉(zhuǎn)發(fā)計算機(jī)接收到MIS實時數(shù)據(jù)服務(wù)器響應(yīng)返回的3個EB90），SCADA首先向MIS發(fā)送實時數(shù)據(jù)庫描述報文,然后連續(xù)分組發(fā)送實時數(shù)據(jù)信息報，直到SCADA系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，重新由SCADA向MIS發(fā)送實時數(shù)據(jù)庫描述報，周而復(fù)始，直到數(shù)據(jù)鏈路斷掉后重新掃描。

　　SCADA是數(shù)據(jù)源頭，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，包括新建變電站的投運、舊變電站的擴(kuò)建改造，送到MIS網(wǎng)數(shù)據(jù)量也要不斷增加、修改，涉及到順序改變、設(shè)備編號更改、線路改名等。為了保持與調(diào)度數(shù)據(jù)的一致，采取了以下技術(shù)措施。

a. 當(dāng)SCADA的電網(wǎng)描述表發(fā)生變化后，由其轉(zhuǎn)發(fā)程序向MIS網(wǎng)發(fā)送信號，MIS網(wǎng)接收程序讀取新的描述表。

b. 調(diào)度畫面修改后，在向他們的工作站傳送時，同時傳到了WEB服務(wù)器，由程序自動轉(zhuǎn)換成WEB頁，發(fā)布到MIS網(wǎng)。

c. 當(dāng)SCADA存儲的歷史數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤時，人工修改正確，手動轉(zhuǎn)入MIS網(wǎng)數(shù)據(jù)庫。

　　由于SCADA對于電網(wǎng)調(diào)度運行非常重要，要求盡可能減少與外部網(wǎng)絡(luò)的接口，并且采取安全隔離措施。系統(tǒng)互連和隔離本身就是一對矛盾，這就要求2個網(wǎng)絡(luò)接口時，應(yīng)考慮既要向MIS網(wǎng)絡(luò)提供及時可靠的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，又要確保SCADA的網(wǎng)絡(luò)安全。因此采取了以下安全防范措施。

a. 由于計算機(jī)與MIS網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)站最有可能感染病毒和受到黑客攻擊。因此WEB服務(wù)器選用的計算機(jī)為COMPAQ ALPHA工作站，一般INTEL計算機(jī)上的病毒只能破壞其文件，但不會再進(jìn)行發(fā)作、傳播。

b. 在WEB服務(wù)器上安裝了防火墻軟件和防病毒軟件，除了可進(jìn)行WEB瀏覽外，禁止郵件、FTP等其它服務(wù)功能 。

c. 在MIS網(wǎng)上，對所有計算機(jī)安裝防病毒客戶端軟件，及時更新病毒代碼，及時為操作系統(tǒng)等打補丁。

d. 加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防御管理，應(yīng)用風(fēng)險評估技術(shù)，檢測網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、服務(wù)、設(shè)備等漏洞。

　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和電力系統(tǒng)的市場化改革，供電企業(yè)將面臨進(jìn)一步安全供電、可靠供電和高質(zhì)供電等壓力，這對調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的要求也越來越高。iES-500電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)可以進(jìn)一步滿足新一代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)面向電力市場應(yīng)用的實用化和現(xiàn)代化要求。